JONATHAN ALEJANDRO CHIQUILLO SALAMANCA
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ESTRATEGIA SOCIO-ECONÓMICA PARA LAS ALTERNATIVAS TÉCNICAS DEL MANTENIMIENTO VIAL EN EL ÁREA DE INFLUENCIA LA GERENCIA DE DESARROLLO Y PRODUCCIÓN PUTUMAYO DE ECOPETROL S.A. JONATHAN ALEJANDRO CHIQUILLO SALAMANCA RAMÓN URIEL OCHOA DELGADO UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICO-MECANICAS ESPECIALIZACIÓN EN GERENCIA DE RECURSOS ENERGÉTICOS BUCARAMANGA 2015
Transcript of JONATHAN ALEJANDRO CHIQUILLO SALAMANCA
ESTRATEGIA SOCIO-ECONÓMICA PARA LAS ALTERNATIVAS TÉCNICAS
DEL MANTENIMIENTO VIAL EN EL ÁREA DE INFLUENCIA LA GERENCIA DE
DESARROLLO Y PRODUCCIÓN PUTUMAYO DE ECOPETROL S.A.
JONATHAN ALEJANDRO CHIQUILLO SALAMANCA
RAMÓN URIEL OCHOA DELGADO
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICO-MECANICAS
ESPECIALIZACIÓN EN GERENCIA DE RECURSOS ENERGÉTICOS
BUCARAMANGA
2015
ESTRATEGIA SOCIO-ECONÓMICA PARA LAS ALTERNATIVAS TÉCNICAS
DEL MANTENIMIENTO VIAL EN EL ÁREA DE INFLUENCIA LA GERENCIA DE
DESARROLLO Y PRODUCCIÓN PUTUMAYO DE ECOPETROL S.A.
JONATHAN ALEJANDRO CHIQUILLO SALAMANCA
RAMÓN URIEL OCHOA DELGADO
Monografía, para optar por el título de Especialista en Gerencia de Recursos
Energéticos
Director de monografía
LUIS EDUARDO JAIMES REATIGA, M.SC
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICO-MECANICAS
ESPECIALIZACIÓN EN GERENCIA DE RECURSOS ENERGÉTICOS
BUCARAMANGA
2015
3
Nota de Aceptación
Presidente del Jurado
Jurado
Jurado
Bucaramanga y Fecha de entrega (10, 08, 2015)
4
DEDICATORIA
Dedico este proyecto a dios, a mis
padres y a mi novia. A Dios porque
siempre me mostro el camino, me
dio la sabiduría y la fortaleza para
afrontar todo tipo de adversidades, a
mis padres porque sin ese voto de
confianza y ese apoyo incondicional
que tuvieron no habría logrado este
logro tan importante y a mi novia
que siempre estuvo apoyándome
desde el primer momento que tome
la decisión de asumir tan importante
desafío para mi crecimiento
intelectual.
Jonathan Alejandro Chiquillo S.
DEDICATORIA
A Dios, por estar siempre a mi lado, llenándome con su luz y sabiduría para poder
alcanzar cada una de mis metas y todo lo que me he propuesto en la vida.
A mi hijo Santiago mi motivo más importante en la vida, la inspiración en cada uno
de mis días para luchar por sueños.
A mis padres. Por su apoyo y amor que siempre me han brindado cuando lo he
necesitado y como agradecimiento a sus enseñanzas y al valor que me brindan
para seguir adelante.
A mis hermanos, Edinson, Argenis y Sahin. Por su apoyo incondicional.
Ramon Uriel Ochoa Delgado
6
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar a Dios por darnos la oportunidad de culminar satisfactoriamente
este ciclo académico, guiado por el camino de la sabiduría e integridad, a nuestro
director de tesis Msc. LUIS EDUARDO JAIMES REATIGA, quien a lo largo de este
tiempo no brindaron en apoyo y la confianza necesaria para culminar este
proyecto.
A la Gerencia de Operaciones y Desarrollo Putumayo por permitir utilizar la
información para eta monografía con fines académicos
7
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 16
1. OBJETIVOS................................................................................................................. 17
1.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................... 17
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................... 17
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................ 18
2. ESTADO DEL ARTE .................................................................................................... 20
2.1 MANTENIMIENTO VIAL ............................................................................................ 20
2.1.1. Clasificación de las carreteras ............................................................................... 20
2.1.2. Sub-Base Granular ................................................................................................ 22
2.1.3 Base Granular ......................................................................................................... 24
2.1.4 Capa De Rodadura ................................................................................................. 26
2.1.5 Emulsión Asfáltica ................................................................................................... 26
2.1.6 Asfalto ..................................................................................................................... 27
2.2 GENERALIDADES DE LA ESTABILIZACIÓN ........................................................... 28
2.2.1 Propiedades que se afectan en la estabilización ..................................................... 34
2.3 TIPOS DE ESTABILIZACIÓN .................................................................................... 35
3. PROCESOS DE ESTABILIZACIÓN ............................................................................ 37
3.1 EMULSIÓN ASFÁLTICA Y AGREGADO PÉTREO .................................................... 40
3.1.1 Estructura de Asfalto ............................................................................................... 40
3.1.2 Proceso de construcción ......................................................................................... 42
3.1.3 Costos por kilómetro de construcción ..................................................................... 49
3.2 MANTENIMIENTO CON CRUDO DE CENCELLA COMO LIGANTE ASFALTICO .... 50
3.2.1 Maquinaria .............................................................................................................. 55
3.2.2 Producción de mezcla ............................................................................................. 55
3.2.3 Proceso de aplicación. ............................................................................................ 57
3.2.4 Proceso Constructivo. ............................................................................................. 60
3.2.5 Costos Por Kilometro .............................................................................................. 64
3.3 ESTABILIZACIÓN IÓNICA DE SUELOS. .................................................................. 65
3.3.1 Proceso Constructivo .............................................................................................. 67
3.3.2 Costos Por Kilometro .............................................................................................. 74
8
3.4 MEJORAMIENTO VIAL UTILIZANDO CRUDO DE CENCELLA COMO LIGANTE
ASFALTICO Y ESTABILIZACIÓN IÓNICA DE SUELOS. ................................................ 74
3.4.1 Materiales Utilizados. .............................................................................................. 75
3.4.2 Equipos Utilizados .................................................................................................. 75
3.4.3 Proceso Constructivo. ............................................................................................. 76
3.4.4 Estudio Ambiental ................................................................................................... 82
3.4.4.1 Estudio de impacto ambiental .............................................................................. 82
3.4.4.2. Plan de manejo ambiental ................................................................................... 82
3.4.4.3. Normatividad ambiental ...................................................................................... 83
3.4.4.4 Matriz de Impacto Ambiental – Plan de Manejo ................................................... 84
3.4.4.6 Costos Por Kilometro ........................................................................................... 85
4. EVALUACIÓN ECONÓMICA Y FINANCIERA ............................................................. 86
4.1 EMULSIÓN ASFÁLTICA Y AGREGADO PÉTREO .................................................... 86
4.2 MANTENIMIENTO CON CRUDO DE CENCELLA COMO LIGANTE ASFALTICO .... 88
4.3 ESTABILIZACIÓN IÓNICA DE SUELOS. .................................................................. 91
4.4 MEJORAMIENTO VIAL UTILIZANDO CRUDO DE CENCELLA COMO LIGANTE
ASFALTICO Y ESTABILIZACIÓN IÓNICA DE SUELOS. ................................................ 92
4.5 ANÁLISIS COMPARATIVO. ...................................................................................... 95
5. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 99
6. RECOMENDACIONES .............................................................................................. 100
BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 102
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Uso típico de las diferentes clases de sub-base granular .................... 22
Tabla 2. Requisitos de los agregados para la sub-base...................................... 23
Tabla 3. Clases de Base granular en función del nivel de transito del proyecto24
Tabla 4. Requisitos de agregados de la base granular ....................................... 25
Tabla 5. Especificaciones de emulsiones asfálticas catiónicas. ......................... 27
Tabla 6. Requisitos de los agregados para mezclas en frio................................ 44
Tabla 7. Costos por kilómetro de mantenimiento actual...................................... 50
Tabla 8. Parámetros de caracterización ................................................................ 50
Tabla 9. Composición química del crudo. ............................................................. 51
Tabla 10. Inmersión compresión .............................................................................. 51
Tabla 11. Resultados prueba Marshall .................................................................... 52
Tabla 12. Crudo pesado como ligante Asfaltico ..................................................... 65
Tabla 13. Costos por km estabilización iónica ........................................................ 74
Tabla 14. Matriz de impacto ambiental – plan de manejo ambiental ................... 84
Tabla 15. Costos por kilómetro crudo + estabilización iónica. .............................. 85
Tabla 16. Nombre igual a la que está en el capítulo anterior ................................ 87
Tabla 17. Valor por kilometro ................................................................................... 87
Tabla 18. VPN mantenimiento actual ...................................................................... 88
Tabla 19. Crudo pesado como ligante Asfaltico ..................................................... 89
Tabla 20. Valor presente neto del tratamiento con crudo pesado ........................ 90
Tabla 21. Estabilización Iónica de suelos ............................................................... 91
Tabla 22. Valor presente neto estabilización iónica de suelos ............................. 92
Tabla 23. Valor por Kilometro utilizando el crudo pesado más estabilización
iónica. ......................................................................................................... 93
Tabla 24. Costo por kilometro .................................................................................. 94
Tabla 25. Valor presente neto utilizando los dos pilotos ....................................... 94
Tabla 26. Comparación de costos actuales ............................................................ 95
Tabla 27. Ahorro en la Inversión .............................................................................. 98
10
LISTA DE GRÁFICAS
Grafica 1. Proceso mantenimiento de vías .......................................................... 39
Grafica 2. Proceso constructivo con emulsión asfáltica....................................... 49
Grafica 3. Proceso constructivo mantenimiento con crudo como ligante ............ 64
Grafica 4. Proceso constructivo Estabilización iónica de suelos ......................... 73
Grafica 5. Proceso constructivo mantenimiento vial utilizando ionización de
suelos y crudo como ligante asfaltico. ................................................ 81
Grafica 6. Inversión Actual .................................................................................. 88
Grafica 7. Inversión por Kilómetro de tratamiento con crudo pesado .................. 90
Grafica 8. Inversión utilizando los dos pilotos ...................................................... 94
Grafica 9. Comparación de costos ...................................................................... 97
11
LISTA DE IMÁGENES
Imagen 1. Material parcialmente triturado ................................................................ 23
Imagen 2. Compactación de rasante ........................................................................ 33
Imagen 3. Capa de rodadura. .................................................................................... 40
Imagen 4. Base granular ............................................................................................ 41
Imagen 5. Sub-base Granular ................................................................................... 42
Imagen 6. Transporte de emulsión ........................................................................... 43
Imagen 7. Mezclado en vía ........................................................................................ 45
Imagen 8. Mezcla en patio ......................................................................................... 46
Imagen 9. Se extiende la base .................................................................................. 47
Imagen 10. Humectación de vía .................................................................................. 47
Imagen 11. Compactación ........................................................................................... 48
Imagen 12. Retroexcavadora ...................................................................................... 55
Imagen 13. Transporte del crudo. ............................................................................... 56
Imagen 14. Volquetas doble troque ............................................................................ 56
Imagen 15. Retroexcavadora acopiando material para la mezcla ........................... 57
Imagen 16. Transporte del crudo. ............................................................................... 57
Imagen 17. Conexión al tanque de almacenamiento ................................................ 57
Imagen 18. Conexión a carro tanque .......................................................................... 58
Imagen 19. Conformación de dique para la mezcla .................................................. 58
Imagen 20. Dosificar el crudo. ..................................................................................... 58
Imagen 21. Mezcla en patio ......................................................................................... 59
Imagen 22. Mezclado en frio........................................................................................ 59
Imagen 23. Homogenización de la mezcla ................................................................ 60
Imagen 24. Estructura de la vía................................................................................... 60
Imagen 25. Aplicación de la mezcla............................................................................ 62
Imagen 26. Capa de rodadura. .................................................................................... 63
Imagen 27. Lluvias después de la extender la capa ................................................. 63
Imagen 28. Vía a tratar. ................................................................................................ 66
12
Imagen 29. Vía a mejorar. ............................................................................................ 66
Imagen 30. Recicladora. .............................................................................................. 67
Imagen 31. Motoniveladora. ........................................................................................ 68
Imagen 32. Vibro compactador ................................................................................... 68
Imagen 33. Retro cargador. ......................................................................................... 68
Imagen 34. Cemento sobre la rasante. ...................................................................... 69
Imagen 35. Irrigador con la solución química ............................................................ 70
Imagen 36. Homogenización del material .................................................................. 70
Imagen 37. Compactación de la base ionizada ......................................................... 71
Imagen 38. Vibrocompactador de llantas ................................................................... 71
Imagen 39. Estructura pavimento con base estabilizada ......................................... 72
Imagen 40. Daños por carga en la vía. ....................................................................... 72
Imagen 41. Baches en la vía. ...................................................................................... 73
Imagen 42. Irrigador con la solución química ............................................................ 77
Imagen 43. Homogenización del material .................................................................. 78
Imagen 44. Compactación de la base ionizada ......................................................... 78
Imagen 45. Vibrocompactador de llantas ................................................................... 79
Imagen 46. Densidades en la vía. ............................................................................... 79
Imagen 47. Aplicación de la mezcla............................................................................ 80
Imagen 48. Capa de rodadura. .................................................................................... 80
Imagen 49. Estabilización iónica de suelos ................................................................ 92
Imagen 50. Estructura típica de pavimento ................................................................ 96
13
GLOSARIO
Cardánico: Componente mecánico que permite unir dos ejes no colineales.
DNFT: Digital no Flow Timer. Temporizador que sirve para ajustar los tiempos de
lubricación forzada en los compresores reciprocantes.
Downtime: Fuera de servicio
Downstream: Refino, Venta y Distribución
Manifold: Arreglo mecánico para manejo de fluidos
Midstream: Transporte, Procesos y Almacenamiento
Overhaul: Reparación
Upstream: Exploración y Producción
Packings: Empaques
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RESUMEN
El presente trabajo aplicó el modelo estratégico, que relaciona la frecuencias de
fallas constantes a lo largo del Ciclo de Vida de los Activos, comparando dos
alternativas de monitoreo basadas en los criterios de Seguridad, Medio ambiente,
Social, Desarrollo, Operativo y técnico-económico para el Mantenimiento vial, en el
área de influencia petrolera de la gerencia de desarrollo de operaciones Putumayo
de Ecopetrol S.A.
La metodología incluyó datos económicos de las alternativas en el mantenimiento
vial que impactan fuertemente la continuidad operacional petrolera y los aspectos
sociales. Se incluyeron todos los costos iniciales, costos operacionales, costos de
mantenimiento, costos de maquinaria, cálculo de costos asociados a fallas, y los
costos totales durante el ciclo de vida, lo que permitió concluir que el
mantenimiento vial ligado uso de crudo como ligante asfaltico y la estabilización
iónica de suelos son mejor alternativa económica al compararla con el sistema
usado actualmente, con un potencial de ahorro de 65% en un período útil de 10
años.
15
ABSTRACT
His paper applied the strategic model, which relates the frequency of failures
constant throughout the life cycle of assets by comparing two alternative criteria
based monitoring Safety, Environment, Social Development, Operational and
technical -economic mantenimiento for road, in the area of influence of oil
development management operations Putumayo Ecopetrol S.A.
The methodology included economic data of the alternatives in the road
maintenance that strongly impact the oil business continuity and aspects sociales.
Se included all initial costs, operating costs, maintenance costs, machinery costs,
calculating costs associated with failures , and total costs during the life cycle ,
which led to the conclusion that the road maintenance linked use of oil as asphalt
binder and the ionic stabilization of soils are best economical alternative when
compared to the system currently used , with a potential saving of 65 % a useful
period of 10 years.
16
INTRODUCCIÓN
En las últimas décadas se ha referenciado un cambio notable e importante en el
crecimiento de la industria petrolera, utilizando sus activos a la optimización de
avances y mejoramiento de sus procesos a conveniencia, tales como la
producción, exploración, refinación, mercadeo y tratamiento de su petróleo como
el de sus derivados, en este caso centrándonos en este último.
Las empresas petroleras con su interés particular de estar en constante relación
con un factor de mejoramiento en calidad de diseño, tecnología utilizada,
complejidad técnica, costos de mantenimiento preventivos y correctivos hacen
demostrar el gran auge de desarrollo que presentan en la actualidad influyendo
siempre a tender a mejorar cada día más. Dando una extensión en sus
prestaciones a un ciclo vital más amplio en cualquier de sus proyectos o trabajos a
elaborar.
La útil función que tiene la empresa Ecopetrol S.A. en un sector del departamento
de Putumayo (Colombia) y su mantenimiento prácticamente obligatorio al sector
de vías segundarias y terciarias de su mismo uso empresarial nos llevan a hacer
una elaboración de una estrategia socio-económica para las alternativas técnicas
del mantenimiento vial en el área de influencia en la gerencia de desarrollo, donde
se quiere dar a conocer una propuesta de uso del crudo producido por esta
empresa dando el uso como ligante asfaltico y complementando con la
estabilización iónica de suelos en sectores que mejor responda a las necesidades
técnicas, sociales y ambientales a bienestar de la industria petrolera.
Con el fin de llevar una solución con bien común de empresa, trabajadores,
usuarios y comunidad se decide hacer esta propuesta, mostrando cifras
cualitativas y cuantitativas a mediano y largo plazo en dicho sector.
17
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Analizar la alternativa para el mantenimiento de las vías de segundo y tercer nivel
en áreas de influencia de la Gerencia de desarrollo y producción Putumayo de
ECOPETROL S.A. Definiendo la opción de combinar el uso de crudo como ligante
asfaltico y la estabilización iónica de suelos para mejorar necesidades técnicas,
económicas, sociales y ambientales que enfrenta la operación petrolera en la
región del Departamento del Putumayo.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Establecer los costos del mantenimiento de vías de segundo y tercer orden para el
proceso actual correspondiente a emulsión asfáltica y triturada como estructura
para agilizar la movilidad de la zona.
Evaluar las alternativas técnicas y financieras para el uso de crudo pesado
extraído de los campos del Putumayo como ligante asfaltico.
Evaluar las alternativas técnicas y financieras para el manteamiento vial y mejora
de subrasante utilizando el método de ionización de suelos.
Analizar las alternativas técnicas y financieras combinando las dos metodologías,
mejora de subrasante con la ionización de suelos más el crudo pesado extraído de
los campos del Putumayo como ligante asfaltico.
Establecer los análisis financieros comparando las tecnologías utilizadas.
18
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Debido a la caída de los precios del petróleo y la disminución causada a empresas
operadoras entre ellas, La Gerencia de Operaciones Putumayo de Ecopetrol S.A.
es afectada su continuidad operacional en sus campos productores de Crudo
pesado por su alto costo de extracción.
El precio de este crudo es mucho más bajo que el barril WTI (US$50/Bl) y
mezclado con nafta alcanza el valor del Brent (US$56/Bl). Por ende las
inversiones que se planteen, deben generar valor y no sobrecosto que impacte
aún más la rentabilidad del campo.
La continuidad operativa depende de la movilidad diaria vehicular en el transporte
de fluidos (Combustible, Nafta, Crudo Brent), con ello es constante el acceso,
implica que la frecuencia de transito genere levantamiento de material particulado
ocasionando daños en la vegetación y problemas de salud para las comunidades
de la zona, estableciendo conflictos de interés social
Para la operación normal de la Gerencia solo se requieren vías en afirmado, con
las especificaciones mínimas necesarias para soportar el paso de tracto camiones
de hasta cincuenta toneladas.
Sin embargo, por las políticas de Responsabilidad Social Empresarial y el apoyo a
las comunidades del área de influencia, la Gerencia debe incurrir en mayores
gastos de los requeridos, construyendo vías pavimentadas que, además de
prestar el servicio que se requiere brinde seguridad y desarrollo a la comunidad. El
mantenimiento de las vías es uno de los rubros obligados en el presupuesto anual
de la operación. Este costo se ha incrementado año a año entre otras por las
siguientes razones:
19
La ubicación geográfica. La Gerencia de Operaciones de Desarrollo y Producción
Putumayo está ubicada dentro del piedemonte amazónico del sur de Colombia
donde el nivel pluviométrico supera los 3600 mm anuales, y la humedad relativa
es constante, oscilando la media anual entre 85% y 90%. Estas características
hacen que la vida útil de las vías se reduzca ostensiblemente.
Las vías de la región son terciarias, esto es, vías en afirmado que unen las
cabeceras de los municipios con las veredas y cuyo mantenimiento está a cargo
de los primeros.
La ausencia de inversión por parte del Estado Nacional y Regional, en
infraestructura, dejando esta responsabilidad en manos de las empresas
petroleras.
La situación social de la región, en la que la presencia de grupos armados y los
continuos atentados contra la infraestructura petrolera de la región, también afecta
la infraestructura vial e incrementa los costos de mantenimiento.
Las grandes distancias en las que se debe transportar el asfalto para las vías por
la ausencia en la región de plantas productoras.
20
2. ESTADO DEL ARTE
2.1 MANTENIMIENTO VIAL
2.1.1. Clasificación de las carreteras
Primarias: Son todas las vías de acceso a capitales de Departamento que
cumplen la función básica de integración y hacen parte de las principales zonas de
producción y consumo del país. Este tipo de carreteras pueden ser de
calzadas divididas según las exigencias particulares del proyecto. Las
carreteras consideradas como Primarias deben funcionar pavimentadas.
Secundarias: Son todas las vías que dan comunicación a los municipios entre sí
y/o que provienen de una cabecera municipal y conectan con una carretera
Primaria. Las carreteras consideradas como Secundarias pueden funcionar
pavimentadas o en afirmado.
Terciarias: Son todas las vías de acceso que unen las cabeceras municipales con
sus veredas o aquellas que unen o comunican las veredas entre sí. Las
carreteras consideradas como Terciarias deben funcionar en afirmado. En caso
de pavimentarse deberán cumplir con las condiciones geométricas estipuladas
para las vías Secundarias.
Según su tipo de terreno
Estas son diseñadas o seleccionadas por la topografía predominante en el tramo
en estudio, es decir que en el proyecto pueden presentarse tramos homogéneos
en diferentes tipos de terreno.
21
Terreno plano
Se caracterizan por su nivel de pendientes inferior al de los cinco grados (5°).
Exige el mínimo movimiento de tierras durante la construcción lo cual hace su
trazado y explanación un poco más sencillos. Suele presentarse con frecuencia
una pendiente longitudinal promedio de tres por ciento (3%) o inferiores en la
mayor parte de casos.
Terreno ondulado
En este tipo de terrenos las pendientes transversales al eje de la vía se encuentra
entre seis y trece grados (6° - 13°). Por ende requiere moderado movimiento de
tierras durante la construcción, por ello permite alineamientos más o menos
rectos, sin mayores dificultades en el trazado y en la explanación. Las pendientes
longitudinales se localizan entre tres y seis por ciento (3% - 6%).
Terreno montañoso
Las pendientes transversales al eje son mucho más elevadas se encuentran entre
trece y cuarenta grados (13° - 40°). Habitualmente requiere grandes
movimientos de tierra durante la construcción, por tanto presenta dificultades
en el trazado y en la explanación. Las pendientes longitudinales sobresalientes
se encuentran entre seis y ocho por ciento (6% - 8%).
Terreno escarpado
Estos terrenos tienen pendientes transversales al eje de la vía superiores a
cuarenta grados (40°). Y hace mucho más exigente el movimiento de tierras
durante la construcción, dando como consecuencia grandes dificultades en el
trazado y en la explanación, puesto que generalmente los alineamientos se
encuentran definidos por divisorias de aguas. Habitualmente sus pendientes
longitudinales son superiores a ocho por ciento (8%).
22
2.1.2. Sub-Base Granular
Se denomina sub-base granular a la capa o capas granuladas localizadas sobre la
subrasante y la base estabilizada, en cualquier tipo de pavimento, sin perjuicio de
que los documentos del proyecto le señalen otro uso de manejo.
También se denomina como una capa de material cuya función es transmitir los
esfuerzos a la capa sub-rasante de manera adecuada y además constituir una
transmisión entre los materiales de la sub–base y la sub-rasante, de tal modo que
se evite la contaminación y la interpenetración de dichos materiales, disminuir
efectos perjudiciales en el pavimento ocasionados por cambios volumétricos y
rebote elástico del material de las terracerías o del terreno de cimentación, reducir
el costo de pavimento ya que es una capa que por estar bajo la base queda sujeta
a menores esfuerzos y requiere de especificaciones menos rígidas, las cuales
pueden satisfacerse con materiales de menor costo generalmente encontrados en
la zona.1
Según el instituto nacional de vías y ministerio de transporte nos definen la sub-
base granular en tres clases según la función de calidad deseada o apropiada.
Clases A, B y C las cuales son correspondientes a su nivel de transito
respectivamente.
Tabla 1. Uso típico de las diferentes clases de sub-base granular2
1 Documento en digital disponible en: http://www.univo.edu.sv:8081/tesis/018150/018150_Cap2.pdf. 11p 2 Tomado de ministerio de transporte, instituto nacional de vía. Norma de ensayo de materiales 2013, Capitulo 3 Afirmados Sub-bases y bases. Art. 320
23
Requisitos de calidad para los agregados
Para la construcción de la sub base granular la implementación de agregados
deberán satisfacer los requisitos de la siguiente tabla de información
Tabla 2. Requisitos de los agregados para la sub-base3
Imagen 1. Material parcialmente triturado
3 Tomados de ministerio de transporte, instituto nacional de vía. Norma de ensayo de materiales 2013, Capitulo 3 Afirmados Sub-bases y bases. Art. 320 y Art. 330 respectivamente
24
2.1.3 Base Granular
Se le denomina base granular al trabajo que consiste en el suministro, transporte,
colocación, extensión y compactación del material de base granular apropiado
sobre una superficie preparada, en una o varias capas , de conformidad con los
alineamientos, pendientes y dimensiones indicados en los planos del proyecto o
reglamentados por el interventor.
Según el instituto nacional de vías y ministerio de transporte nos definen la base
granular en tres clases según la función de calidad deseada o apropiada.
Clases A, B y C las cuales son correspondientes a su nivel de transito
respectivamente.
Tabla 3. Clases de Base granular en función del nivel de transito del
proyecto4
Es una capa de material que puede ser granular la cual está conformada por
piedra triturada y mezcla natural de agregado y suelo; también puede ser una
base estabilizada la que está construida con cemento Portland, cal o materiales
bituminosos. Estas deben tener la suficiente resistencia para recibir la carga de la
superficie arriba de ella y transmitir a un nivel de esfuerzo adecuado a la capa
siguiente, que puede ser una sub.- base o una sub-rasante.5
4 Afirmados Sub-bases y bases. Art. 330 5 Documento en digital disponible en: http://www.univo.edu.sv:8081/tesis/018150/018150_Cap2.pdf. 11p
25
Tabla 4. Requisitos de agregados de la base granular6
6 Tomado de ministerio de transporte, instituto nacional de vía. Norma de ensayo de materiales 2013, Capitulo 3 Afirmados Sub-bases y bases. Art. 330
26
2.1.4 Capa De Rodadura
Con este nombre se denomina a la última capa que se construye, y es sobre ella
donde circulan los vehículos durante el período de servicio del pavimento. Por
esto, debe ser resistente a la abrasión producida por el tráfico y a los
condicionamientos del intemperismo; además, tiene la función de proteger la
estructura, impermeabilizando la superficie del pavimento. La textura superficial de
la capa de rodadura debe presentar dos característica para atender
adecuadamente la circulación de los vehículos: la suavidad, para que sea cómoda,
y la rugosidad, para que sea segura.7
2.1.5 Emulsión Asfáltica
Descripción: Se refiere al suministro de una emulsión asfáltica, del tipo y
características de rotura apropiados, al sitio de colocación de mezclas en frio,
densas o abiertas, recicladas o estabilizadas, así como en el sitio de ejecución de
riesgos de imprimación, liga y curado, tratamientos superficiales, sellos de arena-
asfalto, lechadas asfálticas e instalación de geotextiles y geo mallas para la
repavimentación.
La emulsión asfáltica se define a las dispersiones de pequeñas partículas de un
cemento asfáltico en una solución homogénea de agua y agente emulsificante con
características propias determinadas (catiónico), a esto se le denomina emulsión.
7 DOCUMENTOS EN DIGITAL. Disponible en: file:///C:/Users/CENTIC/Downloads/GU%C3%8DA%20DE%20PROCESOS%20CONSTRUCTIVOS%20DE%20UNA%20VIA%20EN%20PAVIMENTO%20FLEXIBLE%202014.pdf
27
Tabla 5. 8Especificaciones de emulsiones asfálticas catiónicas.
2.1.6 Asfalto
El asfalto es un material aglomerante, viscoso, impermeable, adhesivo y resistente
de color negro, puede proceder de yacimientos naturales o de la refinación de
crudos de petróleo, aunque en la actualidad más del 90% de los asfaltos que se
utilizan en la pavimentación se obtienen por la destilación fraccionada del petróleo
crudo.9
El asfalto se caracteriza por la susceptibilidad térmica propiedad que se presenta
por su condición termoplástica y esto a su vez se manifiesta mediante una amplia
variación de su consistencia con los cambios de temperatura; así, puede ser solido
o semisólido a temperatura ambiente y líquido a altas temperaturas.10
8 Tomado de ministerio de transporte, instituto nacional de vía. Norma de ensayo de materiales 2013, Capitulo 3 Afirmados Sub-bases y bases. Art. 411 9 ECOPETROL-ICP, Cartilla practica parta el manejo de los asfaltos colombianos, 1999 51 p. 10 Biblioteca Digital. Disponible en: http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/11811/capitulo2.pdf [citado agosto de 2015]
28
2.2 GENERALIDADES DE LA ESTABILIZACIÓN
La estabilización de suelos no es un tema que nace hoy o un tema nuevo es un
tema que nos lleva a lo largo de la historia a reconocer su existencia desde la
misma creación del hombre, de nuestros antepasados que sin saber de qué se
tratara ellos buscaban la manera de realizar una estabilización que hoy en día
sabemos porque y lo más importante para que hacerlo, en los primeros tiempos el
hombre era nómada por tanto desde allí empieza la estabilización por un método
que se llama apisonamiento consiste en tratar de comprimir el terreno o ajustarlo
para un fácil acceso, es decir abrir caminos en medio de un suelo natural.
Este procedimiento nuestros antepasados lo realizaban con el simple hecho de
desplazarse caminando de un lado a otro más tarde no fue caminando sino
utilizando la invención de la rueda y así sucesivamente hasta utilizar materiales
pesados para la misma función primitiva, este es una pequeña memoria a lo
respectivo en una pobre infraestructura vial pero si hacemos referencia a la dicha
estabilización de suelos para la construcción de viviendas o asentamientos.
Podemos rectificar su procedencia desde la prehistoria donde el hombre siempre
buscaba un lugar plano o parcialmente plano para ubicar sus chozas, por ende a
lo largo de la historia se puede confirmar su existencia y siempre se ha dado uso
quizá a conciencia algunas veces y otras no, la estabilización del suelo.
Después de una pequeña reseña histórica se da fe de la siempre existencia de
dicha estabilización, que al mismo transcurrir de los años se ha ido perfeccionando
cada día más, dando uso al ingenio humano y a su gran necesidad de siempre ir
mejorando para obtener cada día más comodidades, sin darse cuenta que los
materiales requeridos para una buena estabilidad cada vez se hacen más escasos
en nuestro medio.
29
Por ende hoy en día se vive una lucha de calidad y cantidad vs costos y gastos.
Relación que a veces por no decir la mayoría de casos puede ser inversamente
proporcional a la elaboración del proyecto, por la búsqueda de los materiales
adecuados para una buena estabilización ahora son tan escasos la cantidad y
calidad disminuye mientras su valor y costo aumenta considerablemente. Esto se
debe a un principio básico de la ley de oferta y demanda.
Sin salir del tema central un ingeniero no va a encontrar siempre un terreno
dispuesto a hacer sencillo su trabajo de estabilización por eso debe buscar una
solución y una salida implementando estudios técnicos de análisis y
caracterización del terreno para buscar una respuesta optima del proyecto, pero la
problemática se basa en la torna un poco más compleja en la decisión que dicho
ingeniero debe hacer sobre tres posibles situaciones:
Primer situación encontrar un suelo con características propias para poder
efectuar el diseño sin problema, a dicha situación se le puede llamar admitir
el suelo natural
Segunda situación encontrar un suelo con pocas características positivas
para su estabilidad dicho proceso requiere remover total o parcialmente el
suelo natural.
Tercer situación un suelo con ninguna característica positiva para poder
efectuar el diseño la posible solución a esta situación cambiar las
propiedades mecánicas del suelo usando un método de estabilización que
permita adecuarlas para su uso.
Y con base a esta última situación es donde se genera el objetivo principal de la
estabilización de suelos. Procedimiento que lleva un orden para poder ser
ejecutado correctamente o en su defecto de una manera admisible, llevando a
30
cabo en primer lugar el conocimiento y recolección de datos del terreno natural
continuando a una caracterización del suelo en dicho estado para concluir en una
formulación de proceso que informe sus propiedades y alteraciones debidas para
que cumplan las especificaciones de la obra.
En un proceso de estabilidad es importante tener en cuenta dos puntos:
Antes de estabilizar los terrenos se debe hacer su respectivo diagnóstico de
suelo.
Se debe tener en cuenta el mejoramiento de las propiedades del suelo, el
tipo de estabilización, la disponibilidad del sitio de construcción y sus
variables económicas.
La durabilidad, estabilidad volumétrica, permeabilidad, comprensibilidad y
resistencia mecánica son las principales propiedades que busca un ingeniero en
un terreno. La estabilización de suelos no es un tema que nace hoy o un tema
nuevo es un tema que nos lleva a lo largo de la historia a reconocer su existencia
desde la misma creación del hombre, de nuestros antepasados que sin saber de
qué se tratara ellos buscaban la manera de realizar una estabilización que hoy en
día sabemos porque y lo más importante para que hacerlo, en los primeros
tiempos el hombre era nómada por tanto desde allí empieza la estabilización por
un método que se llama apisonamiento consiste en tratar de comprimir el terreno o
ajustarlo para un fácil acceso, es decir abrir caminos en medio de un suelo natural.
Este procedimiento nuestros antepasados lo realizaban con el simple hecho de
desplazarse caminando de un lado a otro más tarde no fue caminando sino
utilizando la invención de la rueda y así sucesivamente hasta utilizar materiales
pesados para la misma función primitiva, este es una pequeña memoria a lo
respectivo en una pobre infraestructura vial pero si hacemos referencia a la dicha
estabilización de suelos para la construcción de viviendas o asentamientos.
31
Podemos rectificar su procedencia desde la prehistoria donde el hombre siempre
buscaba un lugar plano o parcialmente plano para ubicar sus chozas, por ende a
lo largo de la historia se puede confirmar su existencia y siempre se ha dado uso
quizá a conciencia algunas veces y otras no, la estabilización del suelo.
Después de una pequeña reseña histórica se da fe de la siempre existencia de
dicha estabilización, que al mismo transcurrir de los años se ha ido perfeccionando
cada día más, dando uso al ingenio humano y a su gran necesidad de siempre ir
mejorando para obtener cada día más comodidades, sin darse cuenta que los
materiales requeridos para una buena estabilidad cada vez se hacen más escasos
en nuestro medio.
Por ende hoy en día se vive una lucha de calidad y cantidad vs costos y gastos.
Relación que a veces por no decir la mayoría de casos puede ser inversamente
proporcional a la elaboración del proyecto, por la búsqueda de los materiales
adecuados para una buena estabilización ahora son tan escasos la cantidad y
calidad disminuye mientras su valor y costo aumenta considerablemente. Esto se
debe a un principio básico de la ley de oferta y demanda.
Sin salir del tema central un ingeniero no va a encontrar siempre un terreno
dispuesto a hacer sencillo su trabajo de estabilización por eso debe buscar una
solución y una salida implementando estudios técnicos de análisis y
caracterización del terreno para buscar una respuesta optima del proyecto, pero la
problemática se basa en la torna un poco más compleja en la decisión que dicho
ingeniero debe hacer sobre tres posibles situaciones:
Primer situación encontrar un suelo con características propias para poder
efectuar el diseño sin problema, a dicha situación se le puede llamar admitir el
suelo natural
32
Segunda situación encontrar un suelo con pocas características positivas
para su estabilidad dicho proceso requiere remover total o parcialmente el
suelo natural.
Tercer situación un suelo con ninguna característica positiva para poder
efectuar el diseño la posible solución a esta situación cambiar las
propiedades mecánicas del suelo usando un método de estabilización que
permita adecuarlas para su uso.
Y con base a esta última situación es donde se genera el objetivo principal de la
estabilización de suelos. Procedimiento que lleva un orden para poder ser
ejecutado correctamente o en su defecto de una manera admisible, llevando a
cabo en primer lugar el conocimiento y recolección de datos del terreno natural
continuando a una caracterización del suelo en dicho estado para concluir en una
formulación de proceso que informe sus propiedades y alteraciones debidas para
que cumplan las especificaciones de la obra.
En un proceso de estabilidad es importante tener en cuenta dos puntos:
Antes de estabilizar los terrenos se debe hacer su respectivo diagnóstico de
suelo.
Se debe tener en cuenta el mejoramiento de las propiedades del suelo, el
tipo de estabilización, la disponibilidad del sitio de construcción y sus
variables económicas.
La durabilidad, estabilidad volumétrica, permeabilidad, comprensibilidad y
resistencia mecánica son las principales propiedades que busca un ingeniero en
un terreno.
33
Imagen 2. Compactación de rasante
El uso de la estabilidad de suelos debe ser usado de manera tanto preventiva
como de manera correctiva para brindar seguridad y ayudar a prevenir cualquier
medida contraria que se encuentre a medida del desarrollo del proyecto durante y
después de su elaboración. Por todas estas situaciones se generan la razón para
obtener una estabilidad de suelo algunas de ellas son:
Subrasante en situaciones pobres: su capacidad de carga es muy baja y tiende
a deformarse fácilmente
Mejoras en materiales de base: en esta fase se deben controlar dos factores
importantes la cohesión y adherencia ajustando su granulometría y plasticidad.
Control de polvo: no es utilizada con mucha frecuencia se basa en la prevención
de erosión eólica.
Revisión de la humedad: esta se tiene en cuenta de acuerdo con el terreno
donde se va a trabajar en lugares con climas tropicales el exceso de agua en el
suelo dificulta el proceso.
Repavimentación
Otras
34
2.2.1 Propiedades que se afectan en la estabilización
En las propiedades que se afectan en la estabilización de suelos tenemos:
Comprensibilidad: se presenta principalmente en suelos finos los cuales tienen
como particularidad su disminución de volumen cuando son cargados. En cuanto a
la influencia en una obra civil es notablemente importante debido a que si se
modifica su comprensibilidad hace una modificación notable a su resistencia del
suelo al esfuerzo cortante.
Dicha comprensibilidad tiene factores como:
Tiempo que se somete la carga
Cuando se compacta el nivel de agua q maneja
Relaciona su carga inicial con la aplicada
Permeabilidad: en este caso los principales problemas que se buscan
solucionar son la presión de poros y el flujo de agua a través del suelo.
La permeabilidad de un suelo se mide de acuerdo al factor de permeabilidad
mostrado con las siglas Kif. La cual obedece de la repartición granulométrica una
forma de poder controlar esta filtración de agua es tener un suelo bien
compactado, este reducirá notablemente esta posible inestabilidad.
Durabilidad: Es una propiedad que se muestra o se da a conocer en los costos
de mantenimientos en las fallas estructurales, lo cual resulta un poco complejo
cuantificar de cierto modo esta propiedad en los diseños de estabilizaciones.
Estabilidad volumétrica: esta propiedad es casi imposible de prevenir debido a
que está muy referenciada al medio ambiente pues resulta impredecible notar un
35
cambio de clima o humedad en el estado del suelo, y esto es lo que lleva a un
cambio de volumen al expandir o contraer un material en el suelo.
2.3 TIPOS DE ESTABILIZACIÓN
Casos que requieran una estabilización:
Suelo muy desfavorable, o muy arcilloso o muy arenoso.
Materiales para base al límite de las especificaciones.
Condiciones de humedad desfavorables.
Cuando hay un suelo que no cumple con las características indicadas para
garantizar una movilidad adecuada se puede tomar una de las siguientes
opciones:
Utilizar el material como de bajo aporte.
Sustituir el material.
Modificar sus propiedades (estabilizar).
La estabilización es la mejora de las propiedades mecánicas del suelo mediante
procesos de estabilización. Utilizando compactadores en material húmedo
aumentando la resistencia y la densidad del material cumpliendo con las
características mínimas para su rodamiento, a este proceso se le denomina
estabilización mecánica por otro lado una forma de aumentar la resistencia al
corte y compresión simple de los suelos finos mediante la electroósmosis de
denomina estabilización por medios eléctricos, sin dejar a un lado la
estabilización química que es la que mejora las propiedades mecánicas mediante
procesos químicos
36
Estabilización química.
Como mencionamos anteriormente se usan químicos específicos como cemento,
cal, asfalto, entre otros.
Estabilización Iónica de suelos.
Este tipo de estabilización es aplicada a los materiales finos, consiste en un fuerte
intercambio iónico entre el agente estabilizador que permite que las partículas del
suelo se unan reduciendo el contenido de agua sobrante, debido a que entre las
partículas de arcilla se contiene una cantidad excesiva de agua y vacíos las cuales
ocasionan hundimientos y perdida en la capacidad de soporte.
3. PROCESOS DE ESTABILIZACIÓN
Una alternativa dentro de la composición característica de este tipo de crudo
pesado producido, son sus altos contenidos de asfalto, que a precio de mercado
supera los US$80/Bl. El pozo Cencella perteneciente a la Gerencia de
Operaciones y de Desarrollo Putumayo es parte de estudios de uso de crudo
como ligante asfaltico. El estudio técnico llamado “Uso de un crudo como ligante
asfáltico, su transformación a cemento asfáltico y su evaluación en mezclas
asfálticas”, trabajo desarrollado para la Superintendencia de Operaciones
Putumayo de ECOPETROL S.A. por la firma Conalvias. Con base en lo
mencionado se han identificado las siguientes alternativas:
Utilizar el crudo pesado de la zona nororiental del Putumayo como ligante
asfáltico, eliminaría la necesidad de transportar el asfalto desde la ciudad de
Barrancabermeja, ubicada a más de 700 km del Putumayo generando altos costos
de consumo y movilización.
Recuperar las vías utilizando estabilizantes iónicos de suelos. Esta técnica permite
reutilizar la base granular de la vía agregando estabilizadores iónicos que proveen
mayor cohesión de los suelos y por tanto mayor resistencia ante las cargas de
tránsito.
Seguir rehabilitando las vías de la manera tradicional, con agregado pétreo y una
capa de rodadura con emulsión asfáltica, como se ha venido haciendo hasta
ahora.
Implementar los dos procedimientos en mención estabilización iónica de suelos
más la capa de rodadura con el crudo como ligante asfaltico.
38
En concordancia con lo anterior, este trabajo pretende mostrar la implementación
de un sistema de mantenimiento vial a un bajo costo, impactando positivamente la
rentabilidad de los pozos de crudo pesado y solucionado de esta forma conflictos
de interés social, abriendo brechas para comercialización de este proceso para las
otras operadoras petroleras del sector con las mismas necesidades.
39
Grafica 1. Proceso mantenimiento de vías
FOCO
OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE
MANTENIMIENTO DE VÍAS
CRITERIOS TÉCNICOS CRITERIOS SOCIO
AMBIENTALES
CRITERIOS
ECONÓMICOS
PROCESO
CONSTRUCTIVO
DISPONIBILIDAD
DE EQUIPO EN
LA REGIÓN
DISPONIBILIDAD
DE MANO DE
OBRA
CALIFICADA
ACCESIBILIDAD
A LOS
MATERIALES
VIDA ÚTIL
IMPACTO
AMBIENTAL
COSTO POR
KILÓMETRO DE
MANTENIMIENTO
DE VÍA
PERIODO DE
REINVERSIÓN
VPN
ALTERNATIVAS
USO DEL CRUDO PESADO COMO LIGANTE ASFÁLTICO
USO DE ESTABILIZADORES IÓNICOS DE SUELOS
SEGUIR UTILIZANDO PROCESO ACTUAL (AGREGADO PÉTREO Y EMULSIÓN
ASFÁLTICA)
COMBINAR EL CRUDO PESADO COMO LIGANTE MAS EL USO DE
ESTABILIZADORES IÓNICOS PARA EL SUELO.
40
3.1 EMULSIÓN ASFÁLTICA Y AGREGADO PÉTREO
Este tipo de proceso es el más utilizado a nivel nacional para la construcción y
mantenimiento de vías primarias, secundarias e incluso para terciarias, en ese
orden de ideas Ecopetrol S.A. Utiliza este proceso de mezclar emulsión asfáltica y
agregado pétreo denominado mezcla asfáltica, el cual es utilizado para las vías
secundarias y terciarias de la zona, donde transita maquinaria y equipos de la
empresa dando continuidad operacional al campo con el suministro de químicos y
combustibles para el proceso de extracción y transporte del crudo.
No obstante este proceso es muy costoso pues depende de la ubicación del
proyecto, ya que el transporte es un factor impacta directamente en los costos del
proceso debido a que la emulsión asfáltica debe ser traída de Barrancabermeja,
adicionalmente se debe contar con una maquina triturado para que el material
utilizado sea el indicado en las normas establecidas para la producción de
agregados.
3.1.1 Estructura de Asfalto
Según los el estudio realizado por parte de Ecopetrol para el transido de las vías,
se cuenta con la siguiente estructura de pavimento:
Capa de Rodadura:
La capa de rodadura debe siendo una vía nacional, debe garantizar el tráfico fluido
a la una velocidad que sea aceptable, tener un alto coeficiente de rozamiento para
que los carros cuenten con una buena tracción y una de las más importantes es
que tengan una muy buena densidad para sea resistente a las precipitaciones de
la zona.
Imagen 3. Capa de rodadura.
41
Mezcla densa en frío utilizando Emulsión Asfáltica como ligante; compactado
según norma INVIAS para vías regionales. Con espesores aproximados de 7
centímetros; construida con mezcla densa en frío con Fuel Oíl o Emulsión Asfáltica
como ligante; compactado según norma INVIAS para vías regionales.
Con espesores aproximados de 7 centímetros; construida con mezcla densa en
frío con Fuel Oíl o Emulsión Asfáltica como ligante; compactado según norma
INVIAS para vías regionales.
Capa de base :
La capa de base de la estructura de pavimento flexible va inmediatamente debajo
de la capa de rodadura y debe cumplir con las siguientes especificaciones.
“1. CBR superior a 80
2. Limite líquido Máximo 25
3. Triturado debe ser mínimo de 50%
4. Desgaste inferior a 50%”11
Imagen 4. Base granular
Adición de material granular de tamaño máximo 1 1/2" con un espesor de 15
centímetros, compactado según norma INVIAS para vías regionales. A la última
capa de la base, de un espesor aproximado de 5 centímetros, se le agrega
material fino para mejorar la densidad del suelo y obtener una mayor
compactación.
11 Construcción y conservación de vidas, Editorial nueva granada
Base Granular
42
No obstante se utilizan espesores entre 20 y 30 centímetros; construida con base
granular con material seleccionado proveniente de canteras de río; compactado
según norma INVIAS para vías regionales.
Capa de Sub-base:
Esta capa es utilizada para mejorar la resistencia del asfalto, este tipo de capa es
económica porque se realiza con materiales cerca de la obra, los materiales son
más económicos y es utilizada para reducir la capa de asfalto.
Imagen 5. Sub-base Granular
Se utiliza la escarificación o remoción de material hasta un espesor de 0,10 metros
y se mezcla por con balastro para tener un espesor en la capa de 0,20 metros.
Sub-rasante:
En este proyecto no se requiere alterar ni modificar la sub-rasante, en caso de
tener una falla en el terreno se debe excavar hasta la profundidad hasta encontrar
suelo estable y se debe rellenar con sub-base de la obra.
3.1.2 Proceso de construcción
Transporte:
La emulsión es transportada por carro tanques desde Barrancabermeja hasta orito
Putumayo.
Sub Base Granular
43
Imagen 6. Transporte de emulsión
Mezcla:
La mezcla se realiza de dos maneras, mezcla en vía o mezcla en acopio de
material, para las mezclas en frio los agregados deben cumplir con los siguientes
requisitos según el instituto nacional de vías.
44
Tabla 6. Requisitos de los agregados para mezclas en frio12
12 Articula 440, Especificaciones generales de construcción de carreteras, INVIAS
45
Mezcla en Vía:
Es la mezcla entre emulsión y agregado, esta se prepara sobre la vía extendiendo
el material y mezclando con motoniveladora se debe garantizar una
homogeneidad adecuada para tener un excelente resultado depende de la calidad
de los agregados.
Imagen 7. Mezclado en vía
El agregado pétreo es extendido en la vía con motoniveladora y se le adiciona el
crudo a una temperatura superior a los 100°C con un irrigador. Se mezcla el
material con el crudo removiéndolo con la motoniveladora. Este proceso se realiza
en capas hasta lograr el espesor de diseño.
Mezcla en patio:
La otra opción es la mezcla en patio se realiza un dique con el material pétreo,
unas vez conformado el dique se deposita la emulsión traída de Barrancabermeja
y se mezcla con retroexcavadora para tener una mezcla homogénea y se
pueda extender en el tramo correspondiente.
46
Imagen 8. Mezcla en patio
Desmonte y limpieza:
Se debe remover toda la capa vegetal que tiene el terreno y revisar mediante si se
presenta alguna falla del terreno a lo largo de vía.
Sub-base:
La sub-base es el material pétreo de la zona, este es cargado por una
retroexcavadora cat. 330 a una volqueta internacional doble troque. Este material
es transportado hasta el proyecto se desocupa la volqueta en los sitios
específicos.
Luego es extendida con la motoniveladora hasta llegar a un espesor de 0,10
metros y compactada con un vibro compactador de cilindro de 10 toneladas hasta
llegar a la densidad adecuada debe estar por encima de 95%. Se repite este
proceso hasta llegar a la capa de los 0.10 metros.
Base:
Una vez extendida la sub-base y las densidades adecuadas superiores a 95%, se
procede a extender la base granular, este material es triturado y se clasifica según
47
el nivel de transito de la zona, como es una vía de poco tráfico se puede utilizar
una base gruesa como lo especifica el INVIAS.
Una vez seleccionada la base y con ayuda de la trituradora se carga a las
volquetas y se transporta a la zona indicada, se extiende con la motoniveladora
con capas de 0,1 metros, se pasa el vibro compactador la primera vez y
posteriormente con un irrigador de agua se humecta la vía, se vuelve a pasar el
vibro compactador y se humecta la vía hasta llegar a la densidad adecuada, una
vez contemos con la densidad deseada se procede a extender la siguiente capa.
Imagen 9. Se extiende la base
Imagen 10. Humectación de vía
48
Imagen 11. Compactación
LIGANTE ASFALTICO
Para la base se deben tomar densidades a cada 150 metros en el hombro
derecho, cetro y hombro izquierdo, estas densidades en todos los tramos debe ser
superior al 98%, después de obtener las densidades se procede con el riego de
emulsión asfáltica para el pegue de la mezcla con la estructura de la vía.
Para esto re requiere un irrigador de emulsión asfáltica y debe ser uniforme para
evitar daños en la estructura del pavimento.
Mezcla Densa en Frio
Después de realizar el riego con la emulsión asfáltica se procede a extender el
asfalto en frio, este debe ser cargado del acopio con ayuda de la retroexcavadora,
a una volqueta con cola de pato doble troque, se extiende y se compacta con vibro
compactador de cilindro y después se realiza el sellado con un cilindro de
neumático.
49
Grafica 2. Proceso constructivo con emulsión asfáltica.
3.1.3 Costos por kilómetro de construcción
Por tratarse de Ecopetrol S.A. los costos unitarios del proyecto están bajo reserva
y por órdenes no pueden ser suministrados para este trabajo, el valor del contrato
por kilómetro de vía.
Transporte de la
emulsión asfáltica
Acopio de materiales
para la mezcla Mezcla en frio
Desmonte y nivelación
de subrasante
Sub-base
Base
Capa de rodadura
50
Tabla 7. Costos por kilómetro de mantenimiento actual
3.2 MANTENIMIENTO CON CRUDO DE CENCELLA COMO LIGANTE
ASFALTICO
Consiste en la aplicación de carpeta de rodadura; mezclado entre material
triturado y crudo pesado del pozo Cencella en los PK 25+500 – 26+000 ubicada
en la vía Mansoya -San Pedro.
En las tablas se presentan los resultados de la caracterización físico-quimica de
los asfaltos provenientes del crudo pesado:
ENSAYOS CENCELLA
Peso específico (gr/cm3) 0.9904
Contenido de agua 0.629
Gravedad API 11.3
Numero de neutralización <0.05
Punto de Chispa (°C) 130
Tabla 8. Parámetros de caracterización
DESCRIPCIÓN MANTENIMIENTO ACTUAL
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
$235,913,311
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$235,997,431
Valor Total $471,910,742
Vida útil sin capa de rodadura 4 meses
Vida útil con capa de rodadura 3 años
51
FRACCIONES CENCELLA
Saturados 28.282
Aromáticos 26.047
Resinas 21.215
Asfáltenos 24.456
Ic 1.12
Tabla 9. Composición química del crudo.
El crudo de CENCELLA tiene un alto contenido de asfáltenos y resinas, normal
contenido de saturados, por lo cual presenta alta consistencia, buena adherencia y
cohesión.
Al igual que los asfaltos naturales, el aprovechamiento de los crudos pesados para
producción de mezclas densas requiere la realización de mezclas a temperatura
que permitan el completo cubrimiento de los inertes por la masa asfáltica y un
adecuado manejo en el momento de preparar la mezcla.
Las temperaturas de mezclado y compactación para el crudo pesado evaluado se
toman de la curva reologica para el intervalo de viscosidad comprendido entre 1.5
y 1.9 poises para el proceso de mezclado.
Se trabaja con diferentes porcentajes de ligante, y se evaluó la resistencia a la
acción del agua. Los resultados se encuentran en la siguiente tabla:
% LIGANTE
RESISTENCIA SIN INMERSIÓN
Kg/cm2
RESISTENCIA 7 DÍAS DE INMERSIÓN Kg/cm2
ÍNDICE RESISTENCIA CONSERVADA %
7.0 28.4 21.9 77.3
7.5 24.9 20.2 81.0
8.0 23.6 9.4 39.8
Tabla 10. Inmersión compresión
52
El contenido óptimo de ligante corresponde al 7.5% porque los valores de
resistencia con y sin inmersión obtenidos para este porcentaje fueron los más
altos. Los valores del índice de resistencia conservada, cumplen con el valor
mínimo de las especificaciones (75%).
Los resultados del ensayo Marshall con el contenido óptimo de lígate muestran la
estabilidad y el flujo de la mezcla como se aprecia en la siguiente tabla:
PROPIEDAD VALOR
Densidad máxima, lb/pies 144.4
Estabilidad máxima, lb 4030
Vacíos con aire % 4.4
Vacíos con agregados % 14,7
Flujo, 1/1000 pulg. 18.2
Tabla 11. Resultados prueba Marshall
En ese orden de ideas y con los resultados de laboratorio obtenidos por Conalvias
construcciones de concluye lo siguiente:
El agregado pétreo objeto de estudio, contiene agregados principalmente
de origen ígneo representado en Tonalitas, granitos, dioritas, gabros,
dacitas, andesitas y tobas, seguido por agregados de origen metamórfico
como neiss tonalítico, y de origen sedimentario como chert y arenisca fina,
entre otros. En general los agregados son compactos y poco porosos.
Los agregados tienden a presentar alta angularidad y esfericidad variable.
Los índices de alteración considerados para este material son cercanos al
38% del total de la muestra no presentando riesgo de afectar su resistencia
física.
53
El resultado mostrado en el ensayo de Densidad de Carga Mineral (material
de carácter catiónico (+)), predice que las mezclas preparadas con estos
agregados pueden presentar problemas de adherencia, lo cual se
comprueba con los resultados obtenidos en el ensayo de Susceptibilidad a
la Humedad, donde ninguna de las 3 mezclas preparadas cumple con la
especificación que exige como valor mínimo cumplimiento de 80%.
El Asfalto obtenido de la transformación del Crudo Cencella presenta
características de un asfalto de penetración 80-100, pero con un alto grado
de rigidez que afecta desempeño de la mezcla asfáltica preparada con el
mencionado Asfalto, lo cual se comprueba con el ensayo de Ley de Fatiga.
Además luego de someterse a ensayos de envejecimiento simulados
(RTFOT y PAV), no fue posible realizar algunos de evaluación de la
viscosidad, pues se requeriría de altas temperaturas que no son viables en
planta y obra.
La mezcla asfáltica preparada con el Asfalto transformado del Crudo, se
muestra muy susceptible a la fatiga; al ser evaluada entre los valores de
inducido, no logra conservar la vida hasta la fatiga en la gama comprendida
entre 10 ciclos de aplicaciones de carga. Para lograr este cumplimiento NO
se podría superar un valor de carga de aproximadamente 285kPa, lo cual
se considera bajo para las mezclas convencionales donde se han
observado valores admisibles de hasta 650kPa. Esta anotación para tenerla
en cuenta y revisar la posibilidad de incluir en la transformación del crudo el
aditivo poli-funcional para evitar el envejecimiento prematuro del asfalto, en
vista de la alta rigidez observada luego del proceso de fabricación de la
mezcla asfáltica.
54
Las mezclas diseñadas cumplen para vías de alto tráfico, pero se hace
necesario efectuar un análisis profundo del tipo de agregado pétreo a usar,
buscando mejorar los resultados de los Módulos Dinámicos. Además que
los mencionados agregados deben ser lo más homogéneo posible, limpios
y que no presenten alto grado absorción pues esto aumenta
considerablemente la cantidad de ligante asfáltico a usar.
Las mezclas asfálticas en tibio (Mezclado a 100 o C), se consideran
ambiental mente amigables, porque disminuyen consumos de combustible
en el calentamiento del crudo, y disminución en la emisión de humos en
comparación con la producción de mezclas asfálticas en caliente
tradicionales.
Posteriormente a los datos obtenidos CONALVIAS S.A. le recomienda a Ecopetrol
S. A en este sector de Putumayo las siguientes especificaciones a tener en
cuenta:
Se recomienda, teniendo en cuenta el tipo de asfalto a usar en las mezclas,
preparar mezclas de prueba con mejoradores de adherencia, además, si es
necesario, mezclar esta fuente de agregados con otra, o con finos de
naturaleza acida y con polvo mineral adecuado, esto para desviar el grado
de acidez.
Se recomienda efectuar un estudio del esqueleto de la mezcla asfáltica
mediante el Método de Bayle, para mejorar la interacción de los agregados
y con ello obtener mejores resultados en cuanto a la resistencia a las
cargas de tránsito, buscando garantizar un mejor desempeño de las
mezclas preparadas y puestas en obra.
55
3.2.1 Maquinaria
La maquinaria que se va a utilizar es el equipo mínimo que se puede requerir para
realizar un mantenimiento vial con una mezcla densa en frio, para esto contamos
con dos procesos mezcla en patio o mezcla en vía.
3.2.2 Producción de mezcla
Mezcla en Vía:
Es la mezcla entre emulsión y agregado, esta se prepara sobre la vía extendiendo
el material y mezclando con motoniveladora se debe garantizar una
homogeneidad adecuada para tener un excelente resultado depende de la calidad
de los agregados.
Equipo utilizado para la mezcla.
Retroexcavadora.
Tracto camión Cama- baja.
Carro-tanque térmico
Volquetas Doble troque
Imagen 12. Retroexcavadora
56
Imagen 13. Transporte del crudo.
Imagen 14. Volquetas doble troque
Mezcla en Patio:
La mezcla que se realizó en patio se conociste en mezclar el crudo del pozo con el
material triturado específico para pavimentos como lo indica el instituto nacional de
vías INVIAS.
Con ayuda de una retroexcavadora se realiza un dique en forma circular en el cual
se deposita el crudo y se procede a la mezcla la cual debe garantizar la
homogeneidad en los materiales.
Equipo utilizado para la mezcla:
Retroexcavadora.
Carro tanque con emulsión.
Volquetas doble troque.
57
Imagen 15. Retroexcavadora acopiando material para la mezcla
Imagen 16. Transporte del crudo.
3.2.3 Proceso de aplicación.
Conexionado y Cargue de 166 barriles crudo de Cencella.
Imagen 17. Conexión al tanque de almacenamiento
58
Imagen 18. Conexión a carro tanque
Mezcla en patio de crudo con material triturado
Imagen 19. Conformación de dique para la mezcla
Imagen 20. Dosificar el crudo.
59
Dosificación de 22 galones por 1 m3 de material; se mezclan 240 m3 de triturado
con 125 barriles de crudo a una temperatura de 60º.
Imagen 21. Mezcla en patio
Homogenización y mezclado
Imagen 22. Mezclado en frio
Como se muestra en la imagen anterior se comienza con el mezclado con ayuda
de la retroexcavadora, consiste en darle vueltas al material de un lado a otro hasta
lograr una homogeneidad en el material.
60
Imagen 23. Homogenización de la mezcla
Se mezcla de un lado a otro hasta lograr un color y homogenización óptima para
proceder con la extendida de material.
3.2.4 Proceso Constructivo.
La estructura para este diseño se compone de:
Carpeta Asfáltica con crudo como ligante asfaltico.
Sub-base con material extraído y triturado de la zona.
Desmonte y limpieza de sub-rasante.
Imagen 24. Estructura de la vía.
61
Desmonte y limpieza:
Se debe remover toda la capa vegetal que tiene el terreno y revisar mediante si se
presenta alguna falla del terreno a lo largo de vía.
Sub-base:
La sub-base es el material pétreo de la zona, este es cargado por una
retroexcavadora cat. 330 a una volqueta internacional doble troque. Este material
es transportado hasta el proyecto se desocupa la volqueta en los sitios
específicos.
Luego es extendida con la motoniveladora hasta llegar a un espesor de 0,10
metros y compactada con un vibro compactador de cilindro de 10 toneladas hasta
llegar a la densidad adecuada debe estar por encima de 95% y Se repite este
proceso hasta llegar a la capa de los 0.20 metros.
Base:
Una vez extendida la sub-base y las densidades adecuadas superiores a 95%, se
procede a extender la base granular, este material es triturado y se clasifica según
el nivel de transito de la zona, como es una vía de poco tráfico se puede utilizar
una base gruesa como lo especifica el INVIAS.
Una vez seleccionada la base y con ayuda de la trituradora se carga a las
volquetas y se transporta a la zona indicada, se extiende con la motoniveladora
con capas de 0,1 metros, se pasa el vibro compactador la primera vez y
posteriormente con un irrigador de agua se humecta la vía, se vuelve a pasar el
vibro compactador y se humecta la vía hasta llegar a la densidad adecuada, una
vez contemos con la densidad deseada se procede a extender la siguiente capa.
62
Ligante asfaltico
Para la base se deben tomar densidades a cada 150 metros en el hombro
derecho, cetro y hombro izquierdo, estas densidades en todos los tramos debe ser
superior al 98%, después de obtener las densidades se procede con el riego de
emulsión asfáltica para el pegue de la mezcla con la estructura de la vía.
Para esto re requiere un irrigador de emulsión asfáltica y debe ser uniforme para
evitar daños en la estructura del pavimento.
Mezcla Densa en Frio
Después de realizar el riego con la emulsión asfáltica se procede a extender el
asfalto en frio, este debe ser cargado del acopio con ayuda de la retroexcavadora,
a una volqueta con cola de pato doble troque, se extiende y se compacta con vibro
compactador de cilindro y después se realiza el sellado con un cilindro de
neumático.
Imagen 25. Aplicación de la mezcla.
Se extiende la mezcla con un espesor de 0,1 metros con ayuda de la
motoniveladora y se compacta con un vibro compactador de cilindro y sellamos
con un vibro compactador de neumáticos.
63
Imagen 26. Capa de rodadura.
Comportamiento con lluvia: el día 28 de mayo se extiende y se compacta en horas
de la mañana la carpeta de un espesor de 10 cm; en horas de la tarde se
presentan lluvias y no se evidencia ningún tipo de trazas sobre cunetas producto
de las aguas de lluvias caídas sobre la calzada.
Imagen 27. Lluvias después de la extender la capa
64
Grafica 3. Proceso constructivo mantenimiento con crudo como ligante
3.2.5 Costos Por Kilometro
Se toma la misma estructura del piloto realizado por Ecopetrol S. A en el año 2014
y se actualizan los precios al junio de 2015 con una proyección a 10 años debido
al tiempo de producción del campo logrando una reducción de costos como se
muestra a continuación:
Transporte de la
emulsión asfáltica
Acopio de materiales
para la mezcla Mezcla en frio
Desmonte y nivelación
de subrasante
Sub-base
Base
Capa de rodadura
65
Tabla 12. Crudo pesado como ligante Asfaltico
3.3 ESTABILIZACIÓN IÓNICA DE SUELOS.
Para este proceso se utiliza un químico el cual está diseñado para que reaccione
con los materiales arcillosos y consolidar los suelos de las carreteras. Se puede
utilizar tanto en caminos naturales como en las caspas de estructura vial.
La estabilización consiste en unir químicamente las láminas de arcilla
impidiendo que se vuelvan a separar por precipitaciones en la zona a tratar.
Las arcilla naturales se expanden por el agua en donde logra unir las
laminillas y evita la absorción del agua y así disminuye la plasticidad y su
expansión.
Con este proceso químico logramos aumentar el CBR del suelo de la vía en
construcción.
DESCRIPCIÓN CRUDO PESADO
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
$98,588,351
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$216,498,008
Valor Total $315,086,359
Vida útil sin capa de rodadura 1 año
Vida útil con capa de rodadura 2 años
66
Adicionalmente al químico utilizado estabilizamos con el cemento portland
logrando un resultado óptimo para la estructura de vía.
Imagen 28. Vía a tratar.
Imagen 29. Vía a mejorar.
Como se puede observar en el anterior registro fotográfico la superficie está en
condiciones regulares ya que presenta gran cantidad de material granular suelto el
cual puede llegar a ocasionar accidentes debido a que la superficie ofrece una
baja capacidad de adherencia con las llantas de cualquier vehículo, también se
observa problemas de materiales granular expuesto lo que ocasiona que los
vehículos no tengan un tránsito continuo obligándolos a frenar en periodos de
tiempo muy bajos.
67
3.3.1 Proceso Constructivo
MATERIALES UTILIZADOS Y SUS PROPORCIONES
Los siguientes materiales son utilizados para un kilómetro de vía
Estabilizador de suelo base seal 275 galones
Impermeabilizante de superficie top shield 220 galones
Cemento portland tipo i 1.584 bultos (aplicado al 3% del peso específico de la sub
base a estabilizar
Agua
Sub base granular in situ – material existente en la vía
EQUIPOS UTILIZADOS
Recicladora - mezcladora Motoniveladora con ripper Retro cargador
Vibro compactador de doble tándem peso 12 toneladas
Sellador de llantas tipo hyster
Carro tanques (2) capacidad 3.000 galones
Camionetas (2)
Equipo de nivelación y de ubicación topográfica
Imagen 30. Recicladora.
68
Imagen 31. Motoniveladora.
Imagen 32. Vibro compactador
Imagen 33. Retro cargador.
69
EXTENDIDO DE CAL O CEMENTO PORTLAND.
Una vez identificada la rasante del proyecto y después de realizar el desmonte y
limpieza de la vía, se le solicita a la topografía que mediante estacar delimite los
chaflanes de la vía para que la motoniveladora tenga un guía por donde seguir.
En ese orden de ideas se extiende el cemento a lo largo de toda la rasante que se
va a tratar en una capa aproximada de 3% del volumen del suelo a mover.
Imagen 34. Cemento sobre la rasante.
Una vez se tenga extendido el cemento portland sobre la rasante se procede a
mezclar con el suelo con ayuda de una motoniveladora o recicladora, esta última
es la más indicada debido a que se debe escarificar el espesor correspondiente a
la estructura de la vía hasta llegar a la base, se escarifica a un profundidad de 0,3
metros que es lo que tiene la estructura de pavimento hasta llegar a la base.
HOMOGENIZACIÓN Y SERIADO DE LA MEZCLA
De acuerdo con el paso anterior se debe irrigar la solución química preparada para
la ionización de suelos en el material suelto uniformemente.
70
Imagen 35. Irrigador con la solución química
Se debe homogenizar la mezcla con el ionizante con ayuda de la motoniveladora
como se muestra en la siguiente imagen:
Imagen 36. Homogenización del material
COMPACTACIÓN.
Mediante pasadas sucesivas del vibrocompactador se compacta la base hasta
lograr la densidad especificada en el diseño.
71
Imagen 37. Compactación de la base ionizada
Imagen 38. Vibrocompactador de llantas
Después de realizar varias pasadas el vibrocompactador de cilindro, se pasa el
vibrocompactador de llanta para sellar la estructura.
72
Imagen 39. Estructura pavimento con base estabilizada
SEGUIMIENTO.
Trascurridos 2 meses de la finalización de las actividades en seguimiento
realizado periódicamente se observa:
Imagen 40. Daños por carga en la vía.
73
Imagen 41. Baches en la vía.
En la ejecución de esta prueba piloto se pudo observar inconvenientes debido a
las constantes lluvias lo cual perjudicaba la base ocasionando acolchonamiento de
la misma, en algunos sectores estos acolchonamientos no se repararon con la
aplicación del producto y se tuvo que realizar cambio de material.
También el no incluir obras de drenaje dentro de este proyecto ocasiono
problemas con el agua debido a que al no haber un manejo de estas
precipitaciones origino estancamiento lo que perjudicaba la base.
Grafica 4. Proceso constructivo Estabilización iónica de suelos
Extendido de cal o
cemento portland
Escarificación de
la base existente
Riego del terreno
removido con el
aditivo diluido en
agua
Base estabilizada
terminada Compactación
Homogenización y
seriado de la
mezcla.
74
3.3.2 Costos Por Kilometro
Tabla 13. Costos por km estabilización iónica
3.4 MEJORAMIENTO VIAL UTILIZANDO CRUDO DE CENCELLA COMO
LIGANTE ASFALTICO Y ESTABILIZACIÓN IÓNICA DE SUELOS.
Para mejorar la estructura del pavimento, y con conocimiento que debemos
mejorar el CBR del suelo debido a la experiencia con la prueba que la estructura
de pavimento utilizando el crudo del pozo como ligante asfaltico no es suficiente
para darle una durabilidad adecuada a la inversión realizada, debido a que el
suelo es muy arcilloso y con el peso vehicular ocasionan baches y daños en la vía
a muy temprana edad.
Por tal razón se decide realizar el método de estabilización iónica de suelos para
controlar el material arcilloso y encima de esta capa realizar una capa de rodadura
con crudo del pozo cencella como ligante asfaltico en una mezcla en frio con un
espesor de 0,1 metros.
DESCRIPCIÓN ESTABILIZACION IONICA
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$225,500,000
Valor Total $225,500,000
Vida útil sin capa de rodadura 1 año
Vida útil con capa de rodadura
Observaciones Sin capa de rodadura solo
matrial de la subrasante.
75
Imagen 39. Estructura de pavimento y base estabilizada
3.4.1 Materiales Utilizados.
La mayoría de materiales se encuentran cerca de la zona de trabajo el único que
hay que solicitar con tiempo el impermeabilizante de superficie.
Crudo como ligante asfaltico
Estabilizador de suelo base seal 275 galones
Impermeabilizante de superficie top shield 220 galones
Cemento portland tipo i 1.584 bultos (aplicado al 3% del peso específico de
la sub base a estabilizar
Agua
Sub base granular in situ – material existente en la vía
3.4.2 Equipos Utilizados
Para este proceso se requieren los siguientes equipos que garanticen una
disponibilidad operacional del 90%, para un trabajo de 8 horas diarias.
Mangueras para la conexión del pozo a carrotanque.
Retroexcavadora
Motoniveladora
Recicladora - mezcladora Motoniveladora con ripper Retro cargador
Vibro compactador de doble tándem peso 12 toneladas
76
Sellador de llantas tipo hyster
Carro tanques (2) capacidad 3.000 galones
Camionetas (2)
Equipo de nivelación y de ubicación topográfica
3.4.3 Proceso Constructivo.
Desmonte y limpieza:
Se debe remover toda la capa vegetal que tiene el terreno y revisar mediante si se
presenta alguna falla del terreno a lo largo de vía.
EXTENDIDO DE CAL O CEMENTO PORTLAND.
Una vez identificada la rasante del proyecto y después de realizar el desmonte y
limpieza de la vía, se le solicita a la topografía que mediante estacar delimite los
chaflanes de la vía para que la motoniveladora tenga un guía por donde seguir.
En ese orden de ideas se extiende el cemento a lo largo de toda la rasante que se
va a tratar en una capa aproximada de 3% del volumen del suelo a mover.
Imagen 31. Cemento sobre la rasante.
77
Una vez se tenga extendido el cemento portland sobre la rasante se procede a
mezclar con el suelo con ayuda de una motoniveladora o recicladora, esta última
es la más indicada debido a que se debe escarificar el espesor correspondiente a
la estructura de la vía hasta llegar a la base, se escarifica a un profundidad de 0,3
metros que es lo que tiene la estructura de pavimento hasta llegar a la base.
HOMOGENIZACIÓN Y SERIADO DE LA MEZCLA
De acuerdo con el paso anterior se debe irrigar la solución química preparada para
la ionización de suelos en el material suelto uniformemente.
Imagen 42. Irrigador con la solución química
Se debe homogenizar la mezcla con el ionizante con ayuda de la motoniveladora
como se muestra en la siguiente imagen:
78
Imagen 43. Homogenización del material
COMPACTACIÓN.
Mediante pasadas sucesivas del vibrocompactador se compacta la base hasta
lograr la densidad especificada en el diseño.
Imagen 44. Compactación de la base ionizada
79
Imagen 45. Vibrocompactador de llantas
Después de realizar varias pasadas el vibrocompactador de cilindro, se pasa el
vibrocompactador de llanta para sellar la estructura.
Una vez cumpla con las densidades indicadas se procese a extender la capa de
rodadura.
Imagen 46. Densidades en la vía.
Mezcla Densa en Frio
Después de realizar el riego con la emulsión asfáltica se procede a extender el
asfalto en frio, este debe ser cargado del acopio con ayuda de la retroexcavadora,
80
a una volqueta con cola de pato doble troque, se extiende y se compacta con vibro
compactador de cilindro y después se realiza el sellado con un cilindro de
neumático.
Imagen 47. Aplicación de la mezcla.
Se extiende la mezcla con un espesor de 0,1 metros con ayuda de la
motoniveladora y se compacta con un vibro compactador de cilindro y sellamos
con un vibro compactador de neumáticos.
Imagen 48. Capa de rodadura.
81
Grafica 5. Proceso constructivo mantenimiento vial utilizando ionización de
suelos y crudo como ligante asfaltico.
Transporte de la
emulsión asfáltica
Acopio de materiales
para la mezcla Mezcla en frio
Desmonte y nivelación
de subrasante
Capa de rodadura
Extendido de cal o
cemento portland
Escarificación de
la base existente
Riego del terreno
removido con el
aditivo diluido en
agua
Base estabilizada
terminada Compactación
Homogenización y
seriado de la
mezcla.
82
3.4.4 Estudio Ambiental
El objetivo principal es analizar los riesgos posibles y oportunidades en gestión
ambiental, inducidos por mejoramiento y mantenimientos de vías de segundo nivel
y tercer nivel en el Departamento del Putumayo.
El proyecto evaluado no requiere licencia ambiental.
En el proyecto evaluado, si requiere de un Estudio De Impacto Ambiental
para evaluar la probabilidad de afectación que se pueda presentar en el
medio, entorno en el cual se va a desarrollar el proyecto.
Resultados esperados de la evaluación ambiental
Generar mecanismos de identificación de identificación de actores y
escenarios de participación claves como riesgos ambientales, socios
culturales y económicos que afecten o generen impactos en la
sostenibilidad de la región donde se aplica el proyecto.
Formular el plan de acción donde se establezcan los lineamientos que
permitan mitigar, controlar y compensar dichos efectos ambientales en
la región.
Identificar y evaluar los posibles impactos ambientales indicados
(directos, indirectos, etc.).
3.4.4.1 Estudio de impacto ambiental. Comprende acciones y obras de
prevención, mitigación, y control aplicables a la obra de mantenimiento vial
propuesta en el proyecto.
3.4.4.2. Plan de manejo ambiental. Tener en cuenta las tendencias de
fragmentación y deforestación de la zona de influencia para diferentes escenarios
dentro del desarrollo de la región un antes y un después del proyecto.
83
Diagnostico físico, biótico etc. y de ordenamiento territorial que apartara
información detallada de la zona.
Una formulación de objetivos claros, misión, visión así como del desarrollo
de una zona ambiental amplia del sector a intervenir para minimizar los
efectos generados por el proyecto de mantenimiento vial. Con la
implementación del crudo pesado como ligante asfaltico en la estabilización
del suelo.
3.4.4.3. Normatividad ambiental
Decreto Ley 2811 de 1974 el Código Nacional de los Recursos Naturales
Renovables y de Protección del Medio Ambiente, que regula integralmente
la gestión ambiental y el manejo de los recursos renovables (agua, bosque,
suelos, fauna, etc.).
Ley 99 de 1993 y del Decreto Ley 216 de 2003, determinan los objetivos y
la estructura orgánica del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial, hoy Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible; en el artículo
13 numeral 5 de la última norma se establece la función de diseñar y
promover al interior de los sectores productivos estrategias para la
adopción de mejores prácticas ambientales orientadas a mejorar la
competitividad, productividad, autogestión e internalización de costos
ambientales.
Ley 1333 de 2009 sobre régimen sancionatorio ambiental incluye como
novedad la presunción de culpa o el dolo del infractor.
Para la ejecución de cualquier proyecto se deben tener presente las
principales normas constitucionales relacionadas con el manejo y
conservación de los recursos naturales y el medio ambiente, de acuerdo
con las diferentes temáticas involucradas en el desarrollo de las actividades
que en él se encuentren.
3.4.4.4 Matriz de Impacto Ambiental – Plan de Manejo
Componente - Aspectos Posibles Impactos ambientales Plan de Manejo Ambiental
Atmosférico
Calidad del aire
Emisión de material particulado - Instalación de diferentes equipos para controlar contaminación de aire - Revisión de fuentes principales de emisión de agentes contaminantes localizados en la zona
Emisión de diferentes gases
Contaminación por vaporización de agro – químicos
Agrológico Calidad de suelo
Salinización – aumento en la conductividad - Reciclar, reutilizar químicos , grasas aceites, combustibles utilizados - Evitar derrames mediante la implementación de buenas prácticas de manejo de químicos, grasas. Aceites, combustibles - Realizar estudio de suelos - Proporcionar instalaciones para la eliminación de desechos
Disminución de la estructura física del suelo
Contaminación del suelo
Compactación
Generación de gran cantidad de residuos solidos
Hídrico
Agua subterránea
Contaminación de los acuíferos (derrame químicos, grasas, aceites, combustibles etc.) - Aumentar el número de salidas de drenaje
- Colocar las salidas de drenaje de tal manera que evite el contacto con zonas acuíferas.
Agua superficial
Contribución de sedimentos
Aporte de sustancias tóxicas – químicos ( derrames)
Biótico
Fauna y Flora
Desaparición de distintas especies especies Realizar inspección de vegetación presente en el área
Ecosistema Ambiente favorable - desfavorable para comunidades de fauna y flora
Revisión de: Clima (temperatura, humedad, precipitación, balance hídrico, dirección y velocidad de los vientos). Fauna (distribución y abundancia, identificación de especies posiblemente afectadas)
Socio - Económico
- Enfermedades relacionadas con el uso de químicos - Transmisión de enfermedades contagiosas por los trabajadores hacia las poblaciones locales
Examinar periódicamente la salud de los trabajadores, dando tratamiento cuando sea posible
Tabla 14. Matriz de impacto ambiental – plan de manejo ambiental
3.4.4.6 Costos Por Kilómetro . Debido a la confidencialidad del proyecto no se nos
permite suministrar valores unitarios ni rendimientos de obra, no obstante nos
permiten mostrar el costo total por kilómetro de vía construida.
Estos datos se pueden evidenciar en la siguiente tabla:
Tabla 15. Costos por kilómetro crudo + estabilización iónica.
DESCRIPCIÓNCRUDO PESADO +
ESTABILIZACION IONICA
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
$98,637,267
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$225,500,000
Valor Total $324,137,267
Vida útil sin capa de rodadura >1 años
Vida útil con capa de rodadura mas de 10 años
Observaciones
Base granular estabilizada
con cemento e ionizante
quimico mas capa de
rodadura.
4. EVALUACIÓN ECONÓMICA Y FINANCIERA
4.1 EMULSIÓN ASFÁLTICA Y AGREGADO PÉTREO
La evaluación económica y financiera de un proyecto él es punto más importante a
la hora de un estudio de factibilidad, debido a que se tiene consolidada la
magnitud de los costos y gastos para la materialización del proyecto. El resultado
de las evaluaciones del proyecto impacta de manera directa la inversión según el
índice del estudio, indicando si es rentable o no lo es. Este estudio económico
toma como base el costo de mantenimiento para las vías terciarias de campo
petrolero ubicado en orito Putumayo, que realizo Ecopetrol S. A, para el año 2014.
En primer lugar el análisis financiero realizado por Ecopetrol para el manteniendo
de vías terciarias será actualizado al año 2015 y será proyecto para un tiempo
aproximado de 10 años en los cuales el campo estará en su etapa de producción.
Se utiliza la misma estructura de pavimento que se determinó para el
mantenimiento de la vía en mención el cual se compone de la siguiente estructura:
87
Tabla 16. Nombre igual a la que está en el capítulo anterior
Al realizar el análisis se evidencia que esta estructura solo cuenta una una vida útil
muy corta ya que se debe realizar mantenimientos periódicos cada tres años como
se evidencia a continuación:
Tabla 17. Valor por kilometro
DESCRIPCIÓN MANTENIMIENTO ACTUAL
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
$235,913,311
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$235,997,431
Valor Total $471,910,742
Vida útil sin capa de rodadura 4 meses
Vida útil con capa de rodadura 3 años
Actividad und Cantidad Vr. Total
Mantenimiento de vias Km 1 471,910,742$
88
Grafica 6. Inversión Actual
Tabla 18. VPN mantenimiento actual
Según la evaluación económica que se realizó el valor presente neto que se tiene
para este tipo de estructura es de mil cuatrocientos sesenta millones novecientos
cienta y seis mil novecientos ochenta y tres pesos ($ 1.460.956.983,oo)
Adicionalmente a esto este tipo de mantenimiento cuenta con la emulsión asfáltica
transportada de Barrancabermeja a orito Putumayo.
4.2 MANTENIMIENTO CON CRUDO DE CENCELLA COMO LIGANTE
ASFALTICO
Se realizó una evaluación económica tomando como ligante asfaltico el crudo
producido en el campo de orito Putumayo, ya que sus propiedades químicas
cumplen como las de ligante asfaltico como se explica en capítulos anteriores.
$-
$50.000.000
$100.000.000
$150.000.000
$200.000.000
$250.000.000
$300.000.000
$350.000.000
$400.000.000
$450.000.000
$500.000.000
1 año 2 años 3 años 4 años 5 años 6 años 7 años 8 años 9 años 10 años
MANTENIMIENTO ACTUAL
TIO ECOPETROL 11.10%
VPN MNTO ACTUAL $1,460,956,983
89
Se toma la misma estructura del piloto realizado por Ecopetrol S. A en el año 2014
y se actualizan los precios al junio de 2015 con una proyección a 10 años debido
al tiempo de producción del campo logrando una reducción de costos como se
muestra a continuación:
Tabla 19. Crudo pesado como ligante Asfaltico
Al realizar un análisis de comportamiento de la estructura, este indica que cuenta
con una vida útil de 2 años lo cual indica que se deben realizar 5 mantenimientos
durante el periodo de producción de campo.
Se realiza la evaluación económica tomando como base el precio del barril de
petróleo a un costo de USD 50.
El valor de la tasa de cambio equivale a:
1 𝑈𝑆𝐷 = 3100 𝐶𝑂𝑃
Se tienen en cuenta los siguientes factores para realizar la evaluación económica
para un kilómetro (1 km) de vía:
DESCRIPCIÓN CRUDO PESADO
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
$98,588,351
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$216,498,008
Valor Total $315,086,359
Vida útil sin capa de rodadura 1 año
Vida útil con capa de rodadura 2 años
90
Tabla 17 Costo por kilómetro tratamiento con crudo pesado
Al calcular el valor presente neto se evidencia lo siguiente:
Grafica 7. Inversión por Kilómetro de tratamiento con crudo pesado
Tabla 20. Valor presente neto del tratamiento con crudo pesado
Finalmente a pesar que se deben realizar cinco (5) mantenimientos al año el costo
de inversión sigue siendo menor debido a que el valor presente neto es igual a mil
ciento cuarenta y seis millones ciento cuarenta y cuatro mil doscientos doce pesos
($ 1.146.144.212 COP)
COSTO TRATAMIENTO CON CRUDO PESADO UNIDAD V/UNIT (COP) CANTIDAD SUBTOTAL
Crudo pesado BL 155.000 384 59.520.000
Transporte al sitio de mezcla BL 21.700 384 8.332.800
Mezcla con material de agregado de rio M3 3.000 600 1.800.000
Volqueta (Transporte del sitio de mezcla al sitio de extendido)HR 700.000 100 70.000.000
comision de topografia dia 297.600 3 892.800
Base Granular m3 153.806 600 92.283.482
Extendida y compactado Glb 9.545.040 1 9.545.040
315.086.359Total
TIO ECOPETROL 11.10%
VPN MNTO ACTUAL $1,146,144,212
91
4.3 ESTABILIZACIÓN IÓNICA DE SUELOS.
Se realiza una prueba de la estabilización iónica de suelos con un estabilizador
iónico de suelos Impermeabilizante de superficie top shield, para disminuir la
plasticidad del material y mejorar el CBR del suelo a tratar.
Tabla 21. Estabilización Iónica de suelos
Al realizar un análisis de comportamiento de la estructura, este indica que cuenta
con una vida útil de 1 año lo cual indica que se deben realizar 10 mantenimientos
durante el periodo de producción de campo.
DESCRIPCIÓN ESTABILIZACION IONICA
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$225,500,000
Valor Total $225,500,000
Vida útil sin capa de rodadura 1 año
Vida útil con capa de rodadura
Observaciones Sin capa de rodadura solo
matrial de la subrasante.
92
Imagen 49. Estabilización iónica de suelos
Tabla 22. Valor presente neto estabilización iónica de suelos
Finalmente a pesar que se deben realizar diez (10) mantenimientos al año el costo
de inversión sigue siendo que el mantenimiento actual ya que su valor presente
es igual a mil trecientos veinte dos millones cuatrocientos setenta y un mil
quinientos cuarenta y cinco mil pesos ($ 1.322.471.545 COP)
4.4 MEJORAMIENTO VIAL UTILIZANDO CRUDO DE CENCELLA COMO
LIGANTE ASFALTICO Y ESTABILIZACIÓN IÓNICA DE SUELOS.
Se toma la decisión de mejorar la subrasante mediante procesos químicos
denominado estabilización iónica de suelos, y el crudo del campo de orito
Putumayo como ligante asfaltico.
Se tiene en cuenta la misma estructura de pavimento ya mencionada, con los
precios actualizados a junio de 2015 y se evidencian los siguientes resultados:
TIO ECOPETROL 11.10%
VPN MNTO ACTUAL $1,322,471,545
93
Tabla 23. Valor por Kilometro utilizando el crudo pesado más
estabilización iónica.
Al realizar el análisis de resistencia de la estructura esta muestra una vida útil
mayor a 10 años lo cual indica que se realizarían dos (2) mantenimientos en el
periodo de producción del campo.
La evaluación económica tiene los siguientes costos por un kilómetro de vía (km):
Costos del Barril de petróleo cincuenta y nueve coma trece dólares (50
USD).
Tasa de cambio representativa del mercado 1 𝑈𝑆𝐷 = 3100 𝐶𝑂𝑃
DESCRIPCIÓNCRUDO PESADO +
ESTABILIZACION IONICA
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
$98,588,351
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$225,500,000
Valor Total $324,088,351
Vida útil sin capa de rodadura >1 años
Vida útil con capa de rodadura mas de 10 años
94
Tabla 24. Costo por kilometro
Con los datos anteriores se realiza el análisis de valor presente neto y se
evidencian los siguientes resultados:
Grafica 8. Inversión utilizando los dos pilotos
Tabla 25. Valor presente neto utilizando los dos pilotos
Actividad unidad Vr. Unitario Cantidad Vr. Total
Crudo pesado BL 155,000 384 59,520,000
Transporte al sitio de mezcla BL 13,300 384 5,107,200
Mezcla con material de agregado de rio M3 3,250 600 1,950,209
Volqueta (Transporte del sitio de mezcla al sitio de extendido)HR 700,000 100 70,000,000
comision de topografia dia 297,600 3 892,800
Base Granular m3 153,806 600 92,283,482
Mezcla con Ionizante Glb 10,000,000 1 10,000,000
Extendida y compactado Glb 9,545,040 1 9,545,040
324,088,350Total
TIO ECOPETROL 11.10%
VPN MNTO ACTUAL $554,272,760
95
Finalmente utilizando este método se deben realizar solamente dos
mantenimientos en el periodo de producción del campo lo cual tiene un valor
presente neto (VPN) de quinientos cincuenta y cuatro millones doscientos setenta
y dos mil setecientos sesenta mil pesos ($ 554.272.760 COP).
4.5 ANÁLISIS COMPARATIVO.
Finalmente terminado el análisis de cada una de las alternativas vamos a
comparar cuál de los tratamientos utilizados es la mejor opción para la ejecución
del mantenimiento vial en vías terciarias en el municipio de Orito, Putumayo.
Tabla 26. Comparación de costos actuales
Para poder tener una comparación adecuada se mantiene la misma estructura
hasta la base, consiste en 0,2 metros de de sub-base, 0,1 metros de base. Para
las estructuras que tienen capa de rodadura se estima un espesor de 0,1 metros
de mezcla en frio.
No obstante para la estabilización iónica de suelos no se requiere material
triturado de base por tal razón el material es la subrasante escarificada hasta una
profundidad de 0,3 metros de profundidad, este espesor estabilizado con
impermeabilizante y cemento portland.
DESCRIPCIÓN MANTENIMIENTO ACTUAL CRUDO PESADOESTABILIZACION
IONICA
CRUDO PESADO +
ESTABILIZACION IONICA
Base Asfaltica precio comercial
barrancabermeja , Procesamiento
para emulsiòn, transporte,
Tratamiento con emulsiòn con capa
de rodadura (10 cm)
$235,913,311 $98,588,351 $98,588,351
Base granular (Espesor: 10 cm - base
granular), retiro de baches y
mejoramiento de estructura (Espesor
10 cm - material crudo de rio),
nivelaciòn de via y peraltes(Espesor:
10 cm material triturado) (Espesor
total: 30 cm)
$235,997,431 $216,498,008 $225,500,000 $225,500,000
Valor Total $471,910,742 $315,086,359 $225,500,000 $324,088,351
Vida útil sin capa de rodadura 4 meses 1 año 1 año >1 años
Vida útil con capa de rodadura 3 años 2 años mas de 10 años
96
Imagen 50. Estructura típica de pavimento
Como se puede evidenciar en los costos de mantenimiento por kilómetro se
deduce que:
Para un kilómetro de vía el menor costo es la estabilización iónica de suelos
pero este tipo de estabilización solo tiene una vida útil de un año, la cual
sería la indicada si el pozo tuviera solo un año de productividad lo que no
es verdad pues su periodo es de 10 años.
Una buena opción sería utilizar el crudo pesado como ligante pero este nos
ofrece una vida útil de la vía con capa de rodadura de 2 años lo que nos
indica que cada dos años se debe reparar la estructura y se tiene que
realizar la misma inversión.
Otra opción sería continuar con el mantenimiento que se tiene actualmente
utilizando la emulsión transportada de barranca hasta el Putumayo,
acarreando los costos de transporte, no obstante tiene una vida útil de 3
años lo cual no es apropiado pues se deben realizar los mantenimientos
correspondientes el tiempo que dure el campo en operación,
97
Finalmente tenemos una unificación de dos métodos de construcción el
suelo estabilizado iónicamente y el crudo pesado del campo como ligante
asfaltico esta tiene un costo inicial más elevado a las opciones de crudo
como ligante y la de estabilización iónica de suelos, pero nos garantiza una
vida útil de 10 años lo cual a lo largo del periodo de operación del campo
solo se tendría que invertir dos veces.
A continuación vamos a realizar la comparación con los valores presentes netos
de debido a su inversión, teniendo en cuenta la periodicidad de los
mantenimientos pues tipo de mantenimiento utilizado tiene una vida útil.
A continuación se evidencia la comparación de los VPN de las alternativas
utilizadas:
Grafica 9. Comparación de costos
98
Tabla 27. Ahorro en la Inversión
Según el análisis económico se puede evidenciar y comparar que la mejor opción
a utilizar es la opción de estabilizar el suelo iónicamente adicionando una capa de
rodadura con crudo pesado como ligante asfaltico, debido a que nos está
generando un ahorro del 63% de inversión comparado con el mantenimiento
actual, garantizando una movilidad adecuada de las personas de la zona,
acortando los tiempos de transporte, y brindando una seguridad vial para los
usuarios del sector.
No obstante también garantiza la continuidad del campo, pues los tiempos de
espera para la llegada de productos químicos se reducen considerablemente y
proporciona el transporte de crudo extraído de los campos se movilice con mayor
agilidad llegando a su destino en un tiempo menor al habitual.
Mntto. A utilizar Costos X km Ahorro %
Mantenimiento Actual $1,460,956,983
Crudo como ligante $1,161,603,236 -$299,353,747 20%
Estabilización iónica $1,322,471,545 -$138,485,438 9%
Crudo pesado como ligante
+ estabilización iónica de
suelos
$561,444,326 -$899,512,657 62%
5. CONCLUSIONES
Se determinó que el escenario más rentable es la combinación de las dos
tecnologías la estabilización iónica de suelos para dar una mayor propiedad de
adherencia al subsuelo y el uso de crudo como asfalto como capa de rodamiento,
dando un ahorro del 62 % equivalente a $ 561.444.326 COP en el valor presente
neto por cada kilómetro implementado comparado a las inversiones de
mantenimiento vial en la actualidad.
El mantenimiento vial sin realizar la combinación de tecnologías implica efectuar
entradas a las áreas de influencia con mayor frecuencia generando una
disminución del ahorro
El proyecto obtiene un mayor ahorro dependiendo directamente del valor del crudo
que está en promedio de 50 USD/Barril Brent dado por las oscilaciones que
presenta diariamente, Comparado al precio del asfalto 85 USD/Barril son factores
importantes a considerar por el impacto en costos que genera el uso de estos
insumos.
Los resultados obtenidos en el objeto de este estudio causan un gran impacto en
la población del putumayo y benefician los temas de inversión social.
100
6. RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar el mantenimiento de vías utilizando el proceso de crudo
pesado como ligante asfaltico y estabilización por ionización de suelos por
optimización de costos y aspectos técnicos relevantes que generan una extensión
en el tiempo útil de vías en la zona.
Se recomienda evaluar la construcción de unidad móvil de polimerización de crudo
pesado a asfalto para la proyección de vías en el putumayo basados en el ahorro
de la capa de rodamiento.
Se recomienda realizar un estudio de mercado en el departamento del putumayo
con las compañías del sector petrolero a las que se les pueda comercializar el
crudo para el mantenimiento vial en las áreas de operación de pozos e
instalaciones.
101
102
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